基于LDA模型的以成果為導向教育研究熱點主題分析

關鍵詞：成果導向教育（OBE） ；LDA主題模型；主題分析；課程改革；效果評估

中圖分類號：G642 文獻標識碼：A

文章編號：1009-3044（2024）36-0137-04"開放科學（資源服務） 標識碼（OSID） ：

0 引言

隨著全球高等教育改革的不斷深入，以成果為導向教育（outcome-based education，OBE） 作為一種強調學生學習成效的教育理念，日益受到世界各國的關注和重視[1-2]。1981年，Spady提出了以成果為導向教育的理念，該理念強調以成果為導向、學生為中心、持續改進[3-4]。OBE 理念認為每個學生都能成功，都能收獲成果。

自20世紀80年代以來，OBE 理念在歐美等發達國家得到廣泛應用，并在實踐中取得了顯著成效。1988年亞利桑那州鳳凰城的阿拉罕布拉高中以及伊利諾伊州斯巴達學區，成功地運用基于成果導向教育的方法，學生的成績得到了顯著的提高[5-6]。1999年基于成果導向教育（OBE） 被運用到醫學教育中，為課程提供了一個框架，同時為醫學教育提供了具有變革性、全面和綜合的方法[7-8]。OBE理念應用到高等教育中受到了學者們的關注，20世紀50年代基于成果導向的教育被引入馬來西亞的高等教育中，以普特拉大學（UPM） 為例[9]。巴基斯坦在里法國際大學（RIU） 費薩拉巴德校區（RIUF） 的電氣工程系實施基于成果導向的教育方法（OBE） ，最后取得了成功[10]。阿拉伯聯合酋長國的扎耶德大學（ZU） 、英國的鄧迪大學將OBE 理念融入課堂中都取得了成功[11-12]。南非也在1998 年將基于成果導向的教育運用到工程教育中，2003年美國ACGME規定住院醫師項目必須運用OBE理念。阿富汗公立大學引入成果導向教育的方法，經過驗證取得了成功[13]。2016年我國正式加入《華盛頓協議》后引入基于成果導向教育，經過驗證發現有助于提高學生的能力（以汕頭大學為例） [14]。同時我國的香港大學也積極在運用OBE理念，并得到政府和相關機構的支持[15]。近年來，我國高等教育領域也開始積極探索和引進OBE 理念，并在課程改革、教學評價等方面進行了一系列實踐探索。然而，目前國內關于OBE的研究仍處于起步階段，缺乏系統性和深度，尤其缺乏對OBE研究熱點主題和趨勢的宏觀把握。

鑒于此，本研究旨在利用LDA主題模型對Web of Science核心數據庫中以成果為導向教育為主題的文獻進行分析，以期揭示該領域的研究熱點主題及發展趨勢，為未來研究方向提供參考，并為我國高等教育領域進一步深化OBE理念提供理論支撐。

本研究主要的任務為：（1） 對文獻進行清洗、篩選，運用NLTK庫進行分詞；（2） 構建LDA模型，抽取熱點主題；（3） 對熱點主題進行分析，從而了解該研究領域的演化方向（繪制詞云圖） 。

1 文獻綜述

1.1 OBE理念的內涵

在過去的幾十年間基丁成果導向的教育有效促進了各國教育的改革，并為我們指引了前進的方向。多位學者就OBE理念進行了闡述。例如，學者李志義以實例說明如何遵循成果導向課程教學目標的設計原則及課程內容設計要點，提出成果導向教育有“兩條線”分別是面向產出教學的主線，面向產出評價的底線。R.M.Harden提出了一個基于三環模型的醫學教育成果導向框架，并認為該框架在實踐中取得了顯著成效。MM Mahbubul Syeed指出基于結果的教育，即OBE，是一種基丁表現的教育方法，用丁丌發尖端的高等教育課程，并正在成為許多成熟和新興教育系統的事實上的標準。Muhammad Zunair Zamir在2022年對基丁結果的教育（OBE）系統與傳統的教學方法進行比較，詳細分析了這些技術在Riphah國際大學（RIU）費薩拉巴德校區的有效性，最后得出基于成果導向的教育能有效提高教學質量。K.Premalatha認為基丁結果的教育（OBE）是一種教育理論，它將教育系統的每個部分都建立在日標（結果）之上。申天恩闡述了OBE理念的實施原則和理論基礎，表明OBE理念的基本原則是所有學習者都可以取得成功。Mol-lie Butler從理論基礎的角度出發，論述了OBE在教學上的合理性與可行性[21]。

1.2 OBE的應用

目前基于成果導向的教育得到了廣泛的運用，主要集中在高等教育和職業教育。OBE理念最先成功地運用在了醫學教育。學者R.M.Harden通過驗證得出以成果為導向的教育在醫學教育取得了重大的成功，并指出醫生應該做什么事，強調成果和醫療實踐的相關性和有效性，同時認為要想發揮以成果為導向在醫學教育的優勢，就要與學習結果達成協議[7，17]。Frank JR[22]經過實踐得出CanMEDS（以成果為導向的） 框架是成功的，在加拿大得到廣泛的傳播，并受到了世界各地的歡迎及改編。以成果為導向的教育為醫學教育提供了一些有效的培養方法，并且在實踐中取得了成功，這為運用OBE理念作出了極大的貢獻[23]。

綜上所述，盡管已有學者對OBE理念的內涵、應用等方面進行了探討，但目前研究仍缺乏對OBE 研究熱點主題和趨勢的宏觀把握。因此，本研究將利用LDA 主題模型對OBE 相關文獻進行分析，以期揭示該領域的研究熱點和未來方向。

2.2 數據來源以及預處理

本研究數據選自Web of Science（WoS）SSCI、SCI-E 核心數據庫，以主題=“成果為導向教育”or主題=“成果導向教育模式”or主題=“OBE理念”為主題，語種設置為“英語”，進行關鍵詞檢索。將檢索到的數據去掉book review、note等，保留文獻的摘要，最后以Excel的格式進行導出。

在進行LDA建模前，要將獲得的數據進行預處理，使其能順利地運行。首先我們先將數據進行去空值和重值篩選，運用Python中的nltk庫對文本進行標記化處理（將文本分割為單個單詞，并進行停用詞篩選（nltk停用詞庫）） ，完成篩選后進行詞形還原和詞干提取，進而保證分詞具有專業性、準確性和可靠性。

本文的研究思路主要為：第一，將獲取的文獻運用Python進行清洗（去空值和重值） ，并運用Nltk庫進行停用詞篩選分詞（將文本分割為單個單詞，并進行詞干化處理） 等。第二，運用Python進行LDA模型構建，先運用困惑度以及主題一致性確定最佳主題數，隨后運行模型。第三，將抽取到的數據進行分析，繪制詞云圖對該領域進行演化分析，從而揭示這一領域的現狀以及未來的走向。思路框架如圖1所示。

2.3 LDA模型構建

在進行LDA建模時，為了保證結果的科學以及最優，需要進行最優主題設置。在學術界一般用困惑度和主題一致性來確認最優主題數。一般來說，當困惑度越低時得到的效果越優且模型穩定，主題一致性越高通常意味著可信度更高以及模型性能更優。經過觀察多次運行結果并結合圖2、圖3可知，當主題設置為12時得到的效果最佳，模型更加穩定。

將主題設置為12進行代碼的運行，其中LDA建模核心代碼為：goocl_ldamodel=LdaModel（eng_cor-pus_tfidf，num_topics=12，id2word=engDict，alpha= 50/12， eta=0.1，

random_state=100），抽取主題下的前10個詞，詳見表1。

為了能直觀地展現主題內容，運用pyLDAvis進行可視化，詳見圖4。在圖中左側的圓圈中為主題，有多少個圓圈就代表有多少個主題，圓圈里面的數代表是哪個主題。其中圓圈越大說明這個主題在文本中越重要，圓圈之間的距離越近說明關聯度越高。圖的右側代表主題下的出現概率最高的詞（一般30個） ，長條代表詞在主題內出現的概率，越長代表出現的概率越高。

3 討論

3.1 詞頻分析

在預處理數據的基礎上，利用Python 第三方庫WordCloud繪制詞云圖，得到的結果如圖5所示。在圖中不同關鍵詞會用不同的顏色展示出來（圖中關鍵詞顏色相同只是為了更美觀，不具備特殊含義） ，詞越大說明在文本中出現的概率越大。表2為詞頻前十的詞。

在詞云圖中Educ（755） 是出現概率最高的詞，且處于圖中醒目位置。至1981年成果導向教育（OBE） 提出伊始就被運用到了醫學教育之中，其中OBE理念的初衷是改變目前的培養模式，也就是促進教育的改革。

詞student（502）和learn（469）也是比較突出的，學生是學習的主體也是教學的其中一環。以學生為中心是OBE理念的核心概念，是OBE理念實施的必要條件；因此深入探究學生的學習情況是必要的，能讓我們順利地進行教學并推動教育的改革。

Outcom（320） 在成果導向教育中占有重要地位。成果導向教育理念注重成果的輸出，能力的獲得，學生通過學習能夠做什么，能解決怎樣的實際問題。成果是引導學生學習，教師教學的重要指標，貫穿教學的整個過程。

Curriculum是成果導向教育實施的關鍵，只有設計出融合成果導向教育理念的課程設計，才能進行有效的教學。課程改革是目前融入成果導向教育的途徑，已然成為目前的研究熱點。

Medic在圖中也較為突出，成果導向教育理念率先在醫學教育中運用，并取得了一定的成功。醫學教育上的成功證明了成果導向教育是有益的，極大地推動了教育的改革。

詞assess在圖中位置醒目，評估是成果導向教育可持續發展的一個過程，也是評估教學實施改進的一個重要核心點。到目前為止，成果導向教育并沒有出現統一的效果評估標準。因此，科學合理的評價標準是未來所要解決的一大難題。

Use、develop這兩詞的出現頻率分別為255和237，目前成果導向教育得到很多國家的運用，并且都形成適合各自國家發展的模式，且具有較高的發展空間。成果導向教育的出現是為了促進人才的培養，幫助學生獲得問題解決的能力，具有較好的發展前景。

詞Compet在圖中位置鮮明，成果導向教育理念注重培養學生解決問題的能力，讓學生在競爭激烈的環境中生存下來。

3.2 主題分布特征

為了直觀分析該領域的熱點主題，在LDA模型抽取的主題基礎上，繪制主題熱點餅狀圖，詳見圖6（圖中顏色為隨機分配） 。從圖中可以直觀地發現主題6 占比最高為13.1%，其次是占比10.2%的主題9，排在第三的為主題4（占比9.7%） 。結合表1可將主題6識別為OBE理念應用，熱度排在第二的主題9可識別為成果導向教育效果評估，主題4識別為成果導向教育課程改革。表3為熱點主題識別。

3.3 關鍵詞共現網絡分析

為了了解關鍵詞之間的關系，在現有的數據基礎上，運用Vosvlewer軟件進行關鍵詞關系分析，詳見圖7。圖中的一個圓點代表一個關鍵詞，連線代表關鍵詞與關鍵詞之間的聯系（線越多說明關聯度越高），顏色相同表示關鍵詞屬丁相同主題集。中心性從高到低為（只列舉前6個）out-based education（128）、compe-tence（36）、curriculum（33）、education（32）、students（28）、medical-education（24）。結合圖譜可知課程設計、效果評估以及OBE理念的應用，在成果導向教育研究領域具有舉足輕重的地位。

4 結論與展望

本文運用LDA主題模型對成果導向教育領域進行熱點主題提取，并深入進行分析，從而了解該領域的研究發展狀況。從詞云分析、熱點主題以及關鍵詞可視化結果來看，目前成果導向教育領域聚焦在OBE理念研究、課程設計改革以及效果評價等方面。成果導向教育運用到了許多國家和地區，并且取得了一定的成果。

目前，OBE理念在醫學上給我們提供了一些極具價值的方法，但在一些國家基礎教育的運用上還存在一定的問題[23]。其次，成果導向教育有多個成功的例子和框架，但是并不是每一個框架都是萬能的，也并不是每一個方法都能復制成功。因此，在運用以成果為導向教育的時候，不能盲目照搬，應該根據自身情況進行改進，避免東施效顰。

在課程改革方面，我們要秉承學生為中心教師為主導的理念。成果導向教育注重成果的輸出能力的獲得。教師在課程的設計上，要選擇適合學生教學方法，帶動學生的積極性。同時，教師要發揮自身的作用積極引導學生，明確教育的結果。

成果導向教育注重持續改進，而持續改進的基礎是效果評估。成果導向教育是否實施成功，效果評估起著重要的作用。到目前為止，成果導向教育在效果評估這一環節，并沒有一個統一的方法，因此要想得到一個有說服力的結果，就得制定一個科學又合理的評估方法。

本研究的數據主要來自WoS核心數據庫，且只保留了文獻的摘要，未對全文進行研究，可能會因為數據來源單一。其次，在篩選文獻時選擇了英文文章以及在特定時間內，這樣會使部分文獻丟失， 使得研究結果片面，導致研究結果可能不完全涵蓋成果導向教育的研究領域。因此，在未來我們將收集更多的數據進行研究，從而得到更加可靠的研究結果。